科普焊接—比較 ISO15614-1 和ASME IX

2021-01-15 工業靈魂
ASME

當用戶所要求的工藝評定和企業現有的由相關機構出具工藝評定不一致時,我們常聽到的問題是「我能使用我們現有的工藝評定嗎?」 這實際關係到增加製作成本和重新進行工藝評定所帶來的時間成本。兩個常被提到的標準是ISO5614-1 和ASME IX,以上標準的所想到達的目的是相同(確保相應焊接工藝焊後的焊接接頭達到要求的接頭性能),但這兩個標準也有明顯的不同之處,所以它們不是相同的。在這麼短文章中將兩個標準中的每個焊接變量及其覆蓋範圍都解釋清楚是不可能的。

在兩種情況下會要求根據 ASME IX 進行工藝評定;ASME 要求和AMSE 鋼印。如果要求有ASME 鋼印,則意味著製造產品的企業必須通過ASME 認可的質量體系並持有相應的鋼印,核部件是N 鋼印,非火接觸壓力容器是U 鋼印,動力鍋爐是S 鋼印等。ASME 中有關工藝評定的所有要求都必需滿足,甚至機械性能試驗的試樣尺寸要求和試驗設備的計量要求。

ASME 要求是指不要求有鋼印,僅按ASME 相關規範設計,這種情況製造商在選擇標準時是有一定靈活性的,可能允許製造商向用戶或檢驗機構提供的焊接工藝評定(wPQR)是按照ISO15614-1 完成的,並能證明其也滿足ASME PQR 的要求。

ISO 15614-1

ASME IX 包括了針對所有鐵素體鋼和非鐵素體金屬(鋼、銅、鎳、鋁、鈦和鋯合金)的焊工和操作工,焊接工藝評定,釺焊工和工藝評定的要求。ISO 15614 -1僅是針對鋼及鎳合金的氣焊和電弧焊的焊接工藝評定的標準,其它的合金和焊接工藝方法在ISO 15614 系列標準的其它部分規定。

兩個標準都規定了基本變量(雖然 ISO15614-1 沒有如此描述),並規定其認可範圍。基本變量超出覆蓋範圍需要重新評定。ASME IX 中還包括補充變量和非基本變量。補充變量只有當應用標準有要求時才適用,例如這些應用標準可能是ASME VIII 或ASME B31.3。非基本變量,顧名思義,認為其不影響焊接接頭的質量或機械性能,這些包括變量坡口準備、保護氣體流量、背面保護,保護氣體噴嘴直徑等。雖然這些變量是非基本變量,但它也應在焊接工藝中規定。

因此,不能接受使用一個對接焊接工藝評定去指導角焊縫如何焊接。.

ISO 15614-1 中沒有非基本變量,當變量被認為是不重要的,則不會在規範中規定。有兩種規格沒有批准範圍的幾個變量;製造商、焊接工藝和焊後熱處理的應用或刪除(PWHT)為例。在這兩個規範中,有幾個參數都是沒有覆蓋認可範圍的,例如包括製造商、焊接工藝方法和焊後熱處理PWHT(既不能增加也不能去除)。

為了減少評定的數量,兩個標準都將有相似特徵的合金分為一組。評定一組合金中的任意一種合金,可以覆蓋認可此組別中的其它合金。ASME IX 中鋼材組別定定義編碼是P1 到P15(最新)。如果合金沒有定義的P 編碼表示其沒有被分類,沒有被分類的合金僅能覆蓋該合金本身,知道最近,根據ASME 和/或ASTM 分組的合金,和其UNS 編號相同的合金都具有相同的P 編號。無論如何,部分EN、加拿大、中國和日本合金也被加入到了合金體系中。

ISO15614-1 也將具有相似特徵的鋼和鎳合金進行分組,但沒有ASME 的分組體系規範,只要合金具有相似的化學成分和力學性能即可,但可能不同規程中材料–例如普通碳鋼低於0.25% C 和規定的最低屈服強度低於460MPa 被分到1 組,不論它是壓力容器用鋼、鋼結構用鋼或根據EN 或ASTM 的其它材料。

根據ISO/TR 15608 確定合金分組,其包括鐵素體鋼和非鐵素體材料,將其分到相應的組別。

對於電弧焊,其它重要的區別如下: -

ASME IX 僅要求對接接頭的拉伸和彎曲試驗,ISO 15614-1 更多的試驗和檢驗,包括外觀檢驗、射線或超聲波檢驗,表面裂紋檢驗、拉伸和彎曲和宏觀金相試驗。某些情況下,夏比V 衝擊試驗和硬度試驗也要求。

ASME IX 規定,拉伸試驗後的抗拉強度值不能低於母材的抗拉強度要求,彎曲試驗後,不能有超過3mm 的缺陷。 ISO 15614-1 對於機械性能試驗的要求是相同的,除此之外規定了無損檢驗的驗收標準;但有要求時,要求衝擊試驗,其應滿足母材的衝擊性能,當要求硬度試驗時,其數值有限制。

ISO15614-1 規定,如果母材有衝擊要求時,超過12mm 的鋼材需要夏比-V 衝擊試驗。ASME 僅在產品標準要求衝擊試驗是才進行。在ASNE中,衝擊要求只是為了檢查熱輸入的補充變量,而在ISO15614-1 中是基本變量

ISO 15614-1 要求,對於所有鐵素體鋼,且其最低屈服強度大於275MPa 時,應進行硬度試驗。對於焊接狀態和熱處理狀態先的最大硬度值也有要求。ASME IX 不要求硬度試驗。.

ASME IX 允許生產中的預熱溫度比評定的溫度減低55 OC , ISO 15614-1 不允許降低預熱溫度,此溫度為評定時的預熱溫度。

ASME 允許最高道間溫度可以比評定時的溫度高50 OC,但ISO15614-1 不允許。

ASME IX 中,對於承壓的角焊縫由對接接頭的焊接工藝評定覆蓋。對於非承壓的角焊縫必須通過角焊縫焊接工藝評定覆蓋。ISO 15614-1 要求,

對接接頭的工藝評定可以覆蓋角焊縫,當角焊縫合格的的機械性能時,「…與該應用程式有關的……」。此外,一個對接焊縫將限定一個角焊縫「……

角焊縫試驗應要求在這是主要形式的生產焊接…」即一個標準化的焊接過程中,大多數的焊接是承載角焊縫必須同時參考一個對接焊縫和焊角焊縫程序

的資格。當有機械性能要求時,ISO 15614 -1 要求使用對接接頭的評定去覆蓋角焊縫「....與應用規程有關的...」 例如當它是承載角焊縫時。除此之外, 對接接頭可以覆蓋角焊縫「....當焊接結構產品主要由角焊縫承擔載荷時,要求進行角焊縫的試驗...」例如,其原則是,結構的主要承載是由角焊縫承擔,則必須同時進行一個對接接頭和角焊縫兩個焊接工藝評定。

ISO 15614-1 和ASME IX 中,熔滴過渡形式都是基本變量。但在ISO15614-1 中電流形式是基本變流,在ASME IX 中是補充變量。

ISO15614-1 中,從自動化程度(從手工焊接到自動化焊接)的變化是基本變量,但在ASME IX 中,它不是基本變量。

雖然在這兩個標準中還有幾個其它的變量,其覆蓋範圍有所不同,但都是相近的—例如關於材料厚度就是一個例子。

本文強調了一些顯著的差異,但不管使用那一標準,都必須確保焊接工藝規程和支持它的焊接工藝評定是依據相關的標準完成的。因此,對於本文所提出的問題,給出的答案是:這取決於你能否說服客戶和檢驗機構!

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